專利名稱：一種無線定位方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種定位技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無線定位方法、裝置及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無線定位技術(shù)可以通過無線信號(hào)對(duì)人員和物體的位置進(jìn)行檢測(cè)。 一般的室內(nèi)定位系統(tǒng)是通過在室內(nèi)布置 一定數(shù)量的固定節(jié)點(diǎn)，收集移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的相關(guān)信息，通過運(yùn)算得到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置。
現(xiàn)有技術(shù)中的定位計(jì)算，通常需要以所述固定節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間的距離
值為基礎(chǔ)。其中，所述距離值可以利用無線信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI,Received Signal Strength Indicator)值計(jì)算得到
根據(jù)電磁波的理論傳播模型-弗里斯(Friis)傳播模型，可以得到信號(hào)強(qiáng)度與接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間的距離關(guān)系的表達(dá)式，這里稱作Friis公式，該公式的一種表達(dá)形式是
，)=，0)-脂旨")
上式中，戶(r)是一給定節(jié)點(diǎn)接收到的無線信號(hào)的對(duì)數(shù)功率，該給定節(jié)點(diǎn)與一給定發(fā)射機(jī)(固定節(jié)點(diǎn))的距離為r; 是事先取好的相對(duì)發(fā)射機(jī)的參考距離；尸(&)是距離發(fā)射機(jī)為參考距離處接收到的無線信號(hào)對(duì)數(shù)功率；參數(shù)a是路徑損耗指數(shù)。更進(jìn)一步地，如果考慮穿墻的信號(hào)衰減，有如下的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪?r) = p(ro)—脂bg(r 〃o) — /.固F
其中，/是發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間所隔墻的數(shù)目；『JF是隔墻衰減因子。
從以上公式可以看出，尸(r)和r之間具有——映射關(guān)系，在尸(r)、尸(&)、r。和a等參數(shù)已知的情況下，通過尸(r)就可以獲得距離值r。另外，F(xiàn)riis公式有多種表達(dá)形式，可以根據(jù)不同的應(yīng)用條件做等價(jià)變換。
因此，可以通過由移動(dòng)節(jié)點(diǎn)攜帶定位卡，定位卡發(fā)送無線信號(hào)；固定節(jié)點(diǎn)接收上述無線信號(hào)并測(cè)量該無線信號(hào)的RSSI值，進(jìn)而利用電磁波的理論傳播
8模型或經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，?jì)算得到固定節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)直接的距離。在獲得移動(dòng)節(jié)點(diǎn)到多個(gè)固定節(jié)點(diǎn)的距離值后，再利用定位算法，如三邊測(cè)量法、最大似然估計(jì)法和質(zhì)心定位算法等，可計(jì)算得到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置。
現(xiàn)有技術(shù)中的定位計(jì)算，通常需要以根據(jù)電磁波的理論傳播模型或經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠砉烙?jì)固定節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間的距離。由于無線信號(hào)傳播的實(shí)際環(huán)境各不相同，無線信號(hào)在傳播過程中又很容易受到實(shí)際環(huán)境中的各種因素影響，例如多徑傳播、陰影衰落、非視距傳播等，從而導(dǎo)致無線信號(hào)的傳播與理論模型和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒荒芎芎玫仄ヅ?，這會(huì)導(dǎo)致依據(jù)上述才莫型計(jì)算得到的距離值的誤差較大，進(jìn)而影響到定位結(jié)果的精度。并且，由于基于距離的定位算法需要根據(jù)各固定節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間的距離進(jìn)行定位，因此對(duì)固定節(jié)點(diǎn)的硬件一致性要求較高，而通常固定節(jié)點(diǎn)相互之間都會(huì)存在一定的硬件差異，這也將進(jìn)一步增大定位結(jié)果的誤差。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種無線定位方法、無線定位裝置和無
線定位系統(tǒng)，直接利用無線定位信號(hào)的RSSI值與預(yù)存的匹配項(xiàng)相匹配進(jìn)行定位，避免了在定位過程中使用電磁波的理論傳播模型或經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停瑥亩岣吡硕ㄎ唤Y(jié)果的精度。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供方案如下
一種無線定位方法，包括
獲取布置在定位區(qū)域內(nèi)的固定節(jié)點(diǎn)接收到的位置待定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的無線定位信號(hào)的第一強(qiáng)度值；
根據(jù)預(yù)定的匹配算法，將預(yù)先建立的數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的各個(gè)匹配項(xiàng)分別與參考項(xiàng)進(jìn)行匹配計(jì)算，找到與所述參考項(xiàng)最匹配的第一匹配項(xiàng)，其中，所述參考項(xiàng)是由各固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述第 一強(qiáng)度值按照預(yù)定次序所組成，所述數(shù)據(jù)庫(kù)中保存有預(yù)先選取的多個(gè)特征位置坐標(biāo)和與各特征位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，所述匹配項(xiàng)中按照所述預(yù)定次序保存有各固定節(jié)點(diǎn)接收到的多個(gè)無線測(cè)量信號(hào)的強(qiáng)度平均值，所述多個(gè)無線測(cè)量信號(hào)是本匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的特征位置坐標(biāo)處的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的；在所述數(shù)據(jù)庫(kù)中查找到所述第 一 匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的特征位置坐標(biāo)，作為所述位
旦^T疋日3移初卞，$、當(dāng)— 月)J a引正直^:孑T。
本發(fā)明所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)庫(kù)中，與每一個(gè)特征位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)有多個(gè)。
本發(fā)明所述的方法，其中，所述匹配項(xiàng)進(jìn)一步與特征位置坐標(biāo)的不同的預(yù)定方向相對(duì)應(yīng)，所述多個(gè)無線測(cè)量信號(hào)進(jìn)一步是向本匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的預(yù)定方向發(fā)送的；
或者，所述匹配項(xiàng)進(jìn)一步對(duì)應(yīng)于定位區(qū)域內(nèi)的不同物體密集程度等級(jí)，所述多個(gè)無線測(cè)量信號(hào)進(jìn)一步是在所述定位區(qū)域具有本匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的物體密集程度等級(jí)的情況下發(fā)送的；
或者，所述匹配項(xiàng)進(jìn)一步對(duì)應(yīng)于測(cè)試人員的不同體重等級(jí)，所述多個(gè)無線
測(cè)量信號(hào)進(jìn)一步是由具有本匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的體重等級(jí)的測(cè)試人員，通過本匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的特征位置坐標(biāo)處的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的。
本發(fā)明所述的方法，其中，布置在所述定位區(qū)域內(nèi)的固定節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為w個(gè)，w為大于或等于2的整數(shù)，所述匹配計(jì)算具體包括
對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一個(gè)匹配項(xiàng)，分別計(jì)算該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的距離，所述距離是以該匹配項(xiàng)中的w個(gè)所述強(qiáng)度平均值作為w維坐標(biāo)分量時(shí)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為起點(diǎn)，以所述參考項(xiàng)中的w個(gè)所述第一強(qiáng)度值作為w維坐標(biāo)分量時(shí)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為終點(diǎn)時(shí)，所述起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的3巨離；
從計(jì)算得到的所有距離中確定最小的距離，并將該最小的距離所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所述第一匹配項(xiàng)。(最小距離)
本發(fā)明所述的方法，其中，布置在所述定位區(qū)域內(nèi)的固定節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為w個(gè)，w為大于或等于2的整數(shù)，所述匹配計(jì)算具體包括
對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一個(gè)匹配項(xiàng)，分別計(jì)算該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的投影，所述投影是第二向量的單位向量在第一向量的單位向量上的投影，其中，所述第一向量的分量分別為該匹配項(xiàng)中保存的w個(gè)所述強(qiáng)度平均值，所述第二向量的分量分別為所述參考項(xiàng)中的m個(gè)所述第 一強(qiáng)度值；
從計(jì)算得到的所有投影中確定最大的投影，并將該最大的投影所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所述第一匹配項(xiàng)。(最大投影)本發(fā)明所述的方法，其中，進(jìn)一步在所述數(shù)據(jù)庫(kù)中保存與匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的方差值信息，所述方差值信息包括有各固定節(jié)點(diǎn)接收到的所述無線測(cè)量信號(hào)的強(qiáng)
度的方差值；
在將匹配項(xiàng)與所述參考項(xiàng)進(jìn)行匹配計(jì)算時(shí)，進(jìn)一步根據(jù)該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的方差值信息中各固定節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的方差值，確定該固定節(jié)點(diǎn)在本次匹配計(jì)算中的權(quán)重，其中，所述權(quán)重隨著該匹配項(xiàng)中固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的方差值的增加而減小。
本發(fā)明所述的方法，其中，布置在所述定位區(qū)域內(nèi)的固定節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為w個(gè)，w為大于或等于2的整數(shù)，所述匹配計(jì)算具體包括
根據(jù)匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的方差值信息中各固定節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的方差值，分別確定各固定節(jié)點(diǎn)在本次匹配計(jì)算中的權(quán)重值，其中，所述權(quán)重值隨著該固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的方差值的增加而減??；
對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一個(gè)匹配項(xiàng)，根據(jù)公式t^(^"',-W)2計(jì)算得到該匹配
項(xiàng)對(duì)應(yīng)參考距離，其中，c;,表示固定節(jié)點(diǎn)/在本次匹配計(jì)算中的權(quán)重值，m/,表示固定節(jié)點(diǎn)/對(duì)應(yīng)的所述第一強(qiáng)度值，r/ ,.表示該匹配項(xiàng)中保存的固定節(jié)點(diǎn)/對(duì)應(yīng)的所述強(qiáng)度平均值；
從計(jì)算得到的所有參考距離中確定最小的參考距離，并將該最小的參考距離所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所述第一匹配項(xiàng)。
本發(fā)明所述的方法，其中，布置在所述定位區(qū)域內(nèi)的固定節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為w個(gè)，w為大于或等于2的整數(shù)，所述匹配計(jì)算具體包括
#4居匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的方差值信息中各固定節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的方差值，分別確定該固定節(jié)點(diǎn)在本次匹配計(jì)算中的權(quán)重值，其中，所述權(quán)重值隨著該固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的方差值的增加而減??；
項(xiàng)對(duì)應(yīng)的參考投影，其中，A.表示固定節(jié)點(diǎn)/在本次匹配計(jì)算中的權(quán)重值，r肌)表示固定節(jié)點(diǎn)/對(duì)應(yīng)的所述第一強(qiáng)度值，w,表示該匹配項(xiàng)中保存的固定節(jié)點(diǎn)/
對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一個(gè)匹配項(xiàng)，根據(jù)公式
' =1
計(jì)算得到該匹配對(duì)應(yīng)的的所述強(qiáng)度平均值；
從計(jì)算得到的所有參考投影中確定最小的參考投影，并將該最小的參考投影所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所述第一匹配項(xiàng)。
本發(fā)明所述的方法，其中，所述<formula>formula see original document page 12</formula>其中，o", 表示固定節(jié)點(diǎn)/
對(duì)應(yīng)的方差值。
本發(fā)明還提供了一種無線定位裝置，包括
數(shù)據(jù)庫(kù)單元，用于保存有預(yù)先選取的多個(gè)特征位置坐標(biāo)和與各特征位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，其中，所述匹配項(xiàng)中按照預(yù)定次序保存有定位區(qū)域內(nèi)的各固定節(jié)點(diǎn)接收到的多個(gè)無線測(cè)量信號(hào)的強(qiáng)度平均值，所述多個(gè)無線測(cè)量信號(hào)是本匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的特征位置坐標(biāo)處的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的；
匹配單元，用于根據(jù)預(yù)定的匹配算法，將數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的各個(gè)匹配項(xiàng)分別與參考項(xiàng)進(jìn)行匹配計(jì)算，找到與所述參考項(xiàng)最匹配的第一匹配項(xiàng)，其中，所述參考項(xiàng)是由各固定節(jié)點(diǎn)接收到的位置待定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的無線定位信號(hào)的第一強(qiáng)度值，按照所述預(yù)定次序所組成；
位置坐標(biāo)獲取單元，用于在所述數(shù)據(jù)庫(kù)中查找到所述第 一 匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的特征位置坐標(biāo)，作為所述位置待定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的位置坐標(biāo)。
本發(fā)明所述的無線定位裝置，其中，所述數(shù)據(jù)庫(kù)單元，進(jìn)一步用于保存與每一個(gè)特征位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的多個(gè)匹配項(xiàng)。
本發(fā)明所述的無線定位裝置，其中，所述定位區(qū)域內(nèi)的固定節(jié)點(diǎn)有w個(gè)，w為大于或等于2的整數(shù)，所述匹配單元具體包括
距離計(jì)算單元，用于對(duì)所述數(shù)據(jù)庫(kù)單元中保存的每一個(gè)匹配項(xiàng)，分別計(jì)算
該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的距離，所述距離是以該匹配項(xiàng)中保存的w個(gè)所述強(qiáng)度平均值作為w維坐標(biāo)分量時(shí)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為起點(diǎn)，以所述參考項(xiàng)中的w個(gè)所述第一強(qiáng)度值作為w維坐標(biāo)分量時(shí)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為終點(diǎn)時(shí)，所述起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的距離；
第 一 匹配項(xiàng)確定單元，用于從所述距離計(jì)算單元計(jì)算得到的所有距離中確定最小的距離，并將該最小的距離所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所述第一匹配項(xiàng)。
本發(fā)明所述的無線定位裝置，其中，所述定位區(qū)域內(nèi)的固定節(jié)點(diǎn)有《個(gè)，w為大于或等于2的整數(shù)，所述匹配單元具體包括投影計(jì)算單元，用于對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一個(gè)匹配項(xiàng)，分別計(jì)算該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的投影，所述投影是第二向量的單位向量在第一向量的單位向量上的投影，其中，所述第一向量的分量分別為該匹配項(xiàng)中保存的W個(gè)所述強(qiáng)度平均值，所述第二向量的分量分別為所述參考項(xiàng)中的M個(gè)所述第一強(qiáng)度值；
第 一 匹配項(xiàng)確定單元，用于從所述投影計(jì)算單元計(jì)算得到的所有投影中確定最大的投影，并將該最大的投影所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所述第一匹配項(xiàng)。
本發(fā)明所述的無線定位裝置，其中，所述數(shù)據(jù)庫(kù)單元，還用于保存與匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的方差值信息，所述方差值信息包括有各固定節(jié)點(diǎn)接收到的所述無線測(cè)量信號(hào)的強(qiáng)度的方差值；
所述匹配單元，進(jìn)一步用于在將匹配項(xiàng)與所述參考項(xiàng)進(jìn)行匹配計(jì)算時(shí)，根據(jù)該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的方差值信息中各固定節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的方差值，確定該固定節(jié)點(diǎn)在本次匹配計(jì)算的權(quán)重，其中，所述權(quán)重隨著該匹配項(xiàng)中固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的方差值的增加而減小。
本發(fā)明所述的無線定位裝置，其中，所述定位區(qū)域內(nèi)的固定節(jié)點(diǎn)有W個(gè)，
w為大于或等于2的整數(shù)，所述匹配單元具體包括
參考距離計(jì)算單元，用于對(duì)所述數(shù)據(jù)庫(kù)單元中保存的每一個(gè)匹配項(xiàng)，根據(jù)
公式t^.(raw', - w,.)2,分別計(jì)算得到該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)參考距離，其中，a表示
固定節(jié)點(diǎn)/在本次匹配計(jì)算中的權(quán)重值，巧隨著該固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的方差值的增加而減小，raz',表示固定節(jié)點(diǎn)/的所述第一強(qiáng)度值，^,表示該匹配項(xiàng)中保存的固定節(jié)點(diǎn)/對(duì)應(yīng)的所述強(qiáng)度平均值；
第 一 匹配項(xiàng)確定單元，用于從所述參考距離計(jì)算單元計(jì)算得到的所有參考距離中確定最小的參考距離，并將該最小的參考距離所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所述第一匹配項(xiàng)。
本發(fā)明所述的無線定位裝置，其中，所述定位區(qū)域內(nèi)的固定節(jié)點(diǎn)有"個(gè)，"為大于或等于2的整數(shù)，所述匹配單元具體包括
參考投影計(jì)算單元，用于對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一個(gè)匹配項(xiàng)，根據(jù)公式Z ^ "肌;.r/ ,
，1 )_=計(jì)算得到該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的參考投影，其中，0,表示固定節(jié)點(diǎn)
卜 I w
》—2"J》A2
V i'=l V ;'=1
/在本次匹配計(jì)算中的權(quán)重值，^隨著該固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的方差值的增加而減小，r^/,表示固定節(jié)點(diǎn)/的所述第一強(qiáng)度值，W,.表示該匹配項(xiàng)中保存的固定節(jié)點(diǎn)/
對(duì)應(yīng)的所述強(qiáng)度平均值；
第一匹配項(xiàng)確定單元，用于從所述參考投影計(jì)算單元計(jì)算得到的所有參考投影中確定最大的參考投影，并將該最大的參考投影所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所述第一匹配項(xiàng)。
本發(fā)明還提供了一種無線定位系統(tǒng)，包括無線定位裝置和布置在定位區(qū)域內(nèi)的多個(gè)固定節(jié)點(diǎn)，所述無線定位裝置包括
數(shù)據(jù)庫(kù)單元，用于保存有預(yù)先選取的多個(gè)特征位置坐標(biāo)和與各特征位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，其中，所述匹配項(xiàng)中按照預(yù)定次序保存有定位區(qū)域內(nèi)的各固定節(jié)點(diǎn)接收到的多個(gè)無線測(cè)量信號(hào)的強(qiáng)度平均值，所述多個(gè)無線測(cè)量信號(hào)是本匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的特征位置坐標(biāo)處的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的；
匹配單元，用于根據(jù)預(yù)定的匹配算法，將數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的各個(gè)匹配項(xiàng)分別與參考項(xiàng)進(jìn)行匹配計(jì)算，找到與所述參考項(xiàng)最匹配的第一匹配項(xiàng)，其中，所述參考項(xiàng)是由各固定節(jié)點(diǎn)接收到的位置待定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的無線定位信號(hào)的第一強(qiáng)度值，按照所述預(yù)定次序所組成；
位置坐標(biāo)獲取單元，用于在所述數(shù)據(jù)庫(kù)中查找到所述第 一 匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的特征位置坐標(biāo)，作為所述位置待定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的位置坐標(biāo)。
本發(fā)明所述的無線定位系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)庫(kù)單元，進(jìn)一步用于保存與每一個(gè)特征位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的多個(gè)匹配項(xiàng)。
本發(fā)明所述的無線定位系統(tǒng)，其中，所述定位區(qū)域內(nèi)的固定節(jié)點(diǎn)有w個(gè)，w為大于或等于2的整數(shù)，所述匹配單元具體包括
距離計(jì)算單元，用于對(duì)所述數(shù)據(jù)庫(kù)單元中保存的每一個(gè)匹配項(xiàng)，分別計(jì)算
該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的距離，所述距離是以該匹配項(xiàng)中保存的w個(gè)所述強(qiáng)度平均值作為w維坐標(biāo)分量時(shí)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為起點(diǎn)，以所述參考項(xiàng)中的w個(gè)所述第一強(qiáng)度值
14作為w維坐標(biāo)分量時(shí)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為終點(diǎn)時(shí)，所述起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的距離；
第 一 匹配項(xiàng)確定單元，用于從所述距離計(jì)算單元計(jì)算得到的所有距離中確定最小的距離，并將該最小的距離所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所述第一匹配項(xiàng)。
本發(fā)明所述的無線定位系統(tǒng)，其中，所述定位區(qū)域內(nèi)的固定節(jié)點(diǎn)有w個(gè)，w為大于或等于2的整數(shù)，所述匹配單元具體包括
投影計(jì)算單元，用于對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一個(gè)匹配項(xiàng)，分別計(jì)算該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的投影，所述投影是第二向量的單位向量在第一向量的單位向量上的投影，其中，所述第一向量的分量分別為該匹配項(xiàng)中保存的w個(gè)所述強(qiáng)度平均值，所述第二向量的分量分別為所述參考項(xiàng)中的"個(gè)所述第一強(qiáng)度值；
第 一 匹配項(xiàng)確定單元，用于從所述投影計(jì)算單元計(jì)算得到的所有投影中確
定最大的投影，并將該最大的投影所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所述第一匹配項(xiàng)。從以上所述可以看出，本發(fā)明提供的無線定位方法、無線定位裝置和無線
定位系統(tǒng)，利用一定環(huán)境下的RSSI值具有確定的分布特性這一特點(diǎn)，通過直接將固定節(jié)點(diǎn)測(cè)得的無線定位信號(hào)得RSSI值與預(yù)先保存的匹配項(xiàng)相匹配，進(jìn)行定位，有效地避開了現(xiàn)有技術(shù)根據(jù)距離模型計(jì)算距離帶來得誤差，因此，克服了固定節(jié)點(diǎn)之間的硬件差異性，減少了誤差產(chǎn)生途徑，提高了定位精度。由于無線信號(hào)的傳播容易受到周圍環(huán)境等因素的影響，同一特征位置坐標(biāo)處的發(fā)出的無線信號(hào)在不同測(cè)試條件下可能有不同的衰減特性，例如，定位區(qū)域內(nèi)的物體密度程度不同、定位卡的發(fā)射天線的朝向不同、甚至因?yàn)椴煌臏y(cè)試人員對(duì)無線信號(hào)的吸收不同，上述因素都會(huì)導(dǎo)致得到的匹配項(xiàng)中的數(shù)值有所不同，本發(fā)明實(shí)施例考慮到上述因素，進(jìn)一步為每一特征位置坐標(biāo)建立多個(gè)對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，其中各匹配項(xiàng)分別對(duì)應(yīng)于不同的測(cè)試條件，通過在數(shù)據(jù)庫(kù)中保存不同測(cè)試條件下得到的與特征位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的多個(gè)匹配項(xiàng)，有效地提高了匹配項(xiàng)對(duì)不同測(cè)試條件的的覆蓋范圍，進(jìn)而提高了測(cè)試的精度。最后，本發(fā)明實(shí)施例還提供了具體可行的匹配算法，并且，還通過在匹配算法中根據(jù)各固定節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)的穩(wěn)定性，調(diào)整固定節(jié)點(diǎn)在匹配計(jì)算中的權(quán)重，進(jìn)一步提高了定位結(jié)果的精度。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述無線定位方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述無線定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如前文所述的現(xiàn)有技術(shù)的定位過程中，需要根據(jù)無線信號(hào)的RSSI值和電磁波的理論傳播模型或經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ陀?jì)算距離。由于無線信號(hào)傳播的實(shí)際環(huán)境各不相同，因而導(dǎo)致定位結(jié)果存在較大誤差。本發(fā)明在定位過程中，雖然也利用了無線信號(hào)的RSSI值，但并沒有根據(jù)該RSSI值和任何模型公式去計(jì)算距離，從而有效避開了上述問題。雖然無線信號(hào)傳#"的實(shí)際環(huán)境各不相同(這導(dǎo)致根據(jù))，但對(duì)于同一環(huán)境下的無線信號(hào)的傳播具有一定的穩(wěn)定性和規(guī)律性。因此，本發(fā)明中，預(yù)先測(cè)得并保存定位區(qū)域內(nèi)不同位置處發(fā)送的無線測(cè)量信號(hào)時(shí)各固定節(jié)點(diǎn)的RSSI值，將定位過程中各固定節(jié)點(diǎn)的RSSI值與預(yù)先保存RSSI值相匹配，據(jù)此確定移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置。以下結(jié)合附圖通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
本發(fā)明實(shí)施例提出了一種基于數(shù)據(jù)庫(kù)的無線定位方法和無線定位系統(tǒng)，對(duì)定位區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位，確定該移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在定位區(qū)域內(nèi)的具體位置。這里，所述定位區(qū)域是預(yù)先確定的，例如，可以將室外一定范圍的空間或多層建筑的每一樓層平面作為一個(gè)定位區(qū)域。在所述定位區(qū)域內(nèi)布置多個(gè)固定節(jié)點(diǎn)，各固定節(jié)點(diǎn)的位置可以根據(jù)定位區(qū)域的具體環(huán)境進(jìn)行選擇，例如，可以按照有利于接收到定位區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)發(fā)送的無線信號(hào)為原則進(jìn)行布置。
在固定節(jié)點(diǎn)布置好以后，本發(fā)明實(shí)施例需要通過一個(gè)學(xué)習(xí)過程來建立數(shù)據(jù)庫(kù)，下面說明所述數(shù)據(jù)庫(kù)的建立過程
假設(shè)有一個(gè)多層建筑，將該多層建筑的每一樓層都作為 一個(gè)獨(dú)立的定位區(qū)域，以其中的任一定位區(qū)域?yàn)槔僭O(shè)在該定位區(qū)域內(nèi)預(yù)先布置了 "個(gè)固定節(jié)點(diǎn)，這里，m最好取大于或等于2的整數(shù)。該w個(gè)固定節(jié)點(diǎn)都能接收到位于該定位區(qū)域內(nèi)的定位卡(即移動(dòng)節(jié)點(diǎn))發(fā)出的無線測(cè)量信號(hào)。首先，在該定位區(qū)域內(nèi)選取多個(gè)，如m個(gè)特征點(diǎn)，這些特征點(diǎn)的位置坐標(biāo)稱為特征位置坐標(biāo)。這里，這些特征位置坐標(biāo)可以是二維平面的位置坐標(biāo)，如(x，少)，還可以是三維空間的位置坐標(biāo)，如(x,》z)等。通常，特征點(diǎn)的數(shù)量可以根據(jù)定位區(qū)域的大小以及定位精度的要求確定。定位區(qū)域越小，特征點(diǎn)的數(shù)量越多，定位精度通常也就越高。特征點(diǎn)的具體位置可以根據(jù)定位區(qū)域的實(shí)際環(huán)境確定，例如，可以在定位區(qū)域內(nèi)均勻地選擇特征位置點(diǎn)，還可以在被測(cè)目標(biāo)能夠達(dá)到的位置周圍選擇特征點(diǎn)等。
測(cè)試者攜帶定位卡，對(duì)每一個(gè)特征點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，以收集測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)于每一個(gè)特征點(diǎn)，測(cè)試者處于該特征點(diǎn)處，通過定位卡發(fā)送無線測(cè)量信號(hào)；同時(shí)，該定位區(qū)域內(nèi)的w個(gè)固定節(jié)點(diǎn)分別接收并測(cè)量上述無線測(cè)量信號(hào)的RSSI值。為了提高測(cè)量數(shù)據(jù)的一般性，這里，可以在每個(gè)特征點(diǎn)處發(fā)送一組(多個(gè))無線測(cè)量信號(hào)，從而，每個(gè)固定節(jié)點(diǎn)可以測(cè)得一組RSSI值，然后分別對(duì)各固定節(jié)點(diǎn)測(cè)得的一組RSSI值取平均值，得到各固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于該特征點(diǎn)的RSSI平均值；這里，還可以對(duì)這一組RSSI值求方差，得到上述無線測(cè)量信號(hào)的強(qiáng)度的方差值。通過以上方式，對(duì)于每一個(gè)固定節(jié)點(diǎn)，可以得到與該特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的一個(gè)RSSI平均值和一個(gè)方差值，將所有w個(gè)固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于該特征點(diǎn)的RSSI平均值按照預(yù)定次序(如按照各固定節(jié)點(diǎn)的編號(hào)順序)組成一個(gè)排列，作為與該特征點(diǎn)的特征位置坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)；同時(shí)，將所有w個(gè)固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于該特征點(diǎn)的方差值組成一個(gè)方差值信息，與該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)。在對(duì)所有特征點(diǎn)都進(jìn)行了上述測(cè)試以后，通過保存各特征位置坐標(biāo)和與各特征位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，建立所述數(shù)據(jù)庫(kù)。這里，還可以在所述數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)一步保存與各匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的方差值信息，所述方差值信息包括有各固定節(jié)點(diǎn)接收到的所述無線測(cè)量信號(hào)的強(qiáng)度的方差值。
本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)一步考慮到定位卡的發(fā)射天線具有方向性，因此在建立所述數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，還可以為同一特征位置坐標(biāo)保存多個(gè)與該特征位置坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，其中，每一個(gè)匹配項(xiàng)，還進(jìn)一步對(duì)應(yīng)于該特征位置坐標(biāo)處的不同方向。即，在測(cè)試時(shí)，預(yù)先選定多個(gè)不同方向，每個(gè)特征位置坐標(biāo)處，通過定位卡分別向不同方向發(fā)送一組無線測(cè)量信號(hào)，例如，向東南西北四個(gè)方向分別發(fā)送一組無線測(cè)量信號(hào)；定位區(qū)域內(nèi)的w個(gè)固定節(jié)點(diǎn)分別接收并測(cè)量上述無線測(cè)量信號(hào)，從而，對(duì)應(yīng)于該特征位置坐標(biāo)的每一個(gè)方向，各固定節(jié)點(diǎn)都能得到一組RSSI值；然后，對(duì)這一組RSSI值取平均值，得到各固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于該特征位置坐標(biāo)處的某個(gè)方向的RSSI平均值；同樣的，還可以對(duì)這一組RSSI值求方差，得到上述無線測(cè)量信號(hào)的強(qiáng)度的方差值；再將所有w個(gè)固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于該特征位置坐標(biāo)處的某個(gè)方向的RSSI平均值按照預(yù)定次序(如按照各固定節(jié)點(diǎn)的編號(hào)順序)組成一個(gè)排列，作為與該特征位置坐標(biāo)處的某個(gè)方向?qū)?yīng)的匹配項(xiàng)；同時(shí)，將所有w個(gè)固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于該特征點(diǎn)的方差值組成一個(gè)方差值信息，與該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)。在對(duì)所有特征點(diǎn)都進(jìn)行了上述測(cè)試以后，通過保存各特征位置坐標(biāo)和與各特征位置坐標(biāo)的不同方向?qū)?yīng)的匹配項(xiàng)，建立所述數(shù)據(jù)庫(kù)。這里，還可以在所述數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)一步保存與各匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的方差值信息，所述方差值信息包括有各固定節(jié)點(diǎn)接收到的所述無線測(cè)量信號(hào)的強(qiáng)度的方差值。
另夕卜，定位區(qū)域內(nèi)家具等物體對(duì)于電磁波的傳播影響較大，本發(fā)明實(shí)施例還可以進(jìn)一步考慮定位區(qū)域內(nèi)物體的密集程度，為同 一特征位置坐標(biāo)保存多個(gè)與該特征位置坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)。例如，將物體的密集程度分為較少、中等、較多三個(gè)等級(jí)，通過測(cè)量和保存各特征位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)于不同物體密集程度等級(jí)的匹配項(xiàng)，來建立所述數(shù)據(jù)庫(kù)。
類似地，因?yàn)椴煌藛T對(duì)電磁波的吸收情況差異較大，本發(fā)明實(shí)施例還可以進(jìn)一步考慮測(cè)試和定位系統(tǒng)使用人員的體重情況，為同一特征位置坐標(biāo)保存多個(gè)與該特征位置坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)。例如，將人員分為體重較輕、中等、較重三個(gè)等級(jí)，具有不同體重等級(jí)的使用人員，通過移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的無線信號(hào)會(huì)有不同的衰減特征，通過測(cè)量和保存與特征位置坐標(biāo)的使用人員的不同體重等級(jí)對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，來建立所述數(shù)據(jù)庫(kù)。
在建立好數(shù)據(jù)庫(kù)以后，通過本實(shí)施例所述的無線定位系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位，其中，所述無線定位系統(tǒng)包括有無線定位裝置和布置在定位區(qū)域內(nèi)的各固定節(jié)點(diǎn)。如圖1所示，本實(shí)施例所述無線定位方法在對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位時(shí)包括以下步驟
步驟11,位于定位區(qū)域內(nèi)的位置待定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，通過其所攜帶的定位卡發(fā)送無線定位信號(hào)。該無線定位信號(hào)的發(fā)射功率與建立數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)定位卡發(fā)送的無線測(cè)量信號(hào)的發(fā)射功率相同。該無線定位信號(hào)中可以攜帶移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)(ID)、無線定位信號(hào)編號(hào)等信息，以便固定節(jié)點(diǎn)可以識(shí)別該無線定位信號(hào)是哪個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的第幾個(gè)信號(hào)。
步驟12，布置在定位區(qū)域內(nèi)的各固定節(jié)點(diǎn)接收上述無線定位信號(hào)，并測(cè)量接收到的上述無線定位信號(hào)的第一強(qiáng)度值，即上述無線定位信號(hào)的RSSI值,
并通過定位請(qǐng)求消息將所述第一強(qiáng)度值發(fā)送給無線定位裝置，同時(shí)還可以在所
述定位請(qǐng)求消息中攜帶上述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的ID、無線定位信號(hào)編號(hào)等信息。
步驟13,無線定位裝置接收定位區(qū)域內(nèi)的各固定節(jié)點(diǎn)發(fā)送的定位請(qǐng)求消 息，從該消息中提取所述第一強(qiáng)度值，還可以通過該消息中攜帶的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的 ID、無線定位信號(hào)編號(hào)等信息，判斷該消息中的所述第一強(qiáng)度值是針對(duì)哪個(gè)移 動(dòng)節(jié)點(diǎn)的哪一個(gè)無線定位信號(hào)的。從而，無線定位裝置可以獲取各固定節(jié)點(diǎn)測(cè) 得的針對(duì)步驟12中所述的無線定位信號(hào)的第一強(qiáng)度值，并按照前文所述的預(yù) 定次序，將各固定節(jié)點(diǎn)的所述第一強(qiáng)度值組成一個(gè)排列，即參考項(xiàng)；
步驟14，然后，無線定位裝置根據(jù)預(yù)定的匹配算法，遍歷定位數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn) 行查找將數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的各個(gè)匹配項(xiàng)分別與所述參考項(xiàng)進(jìn)行匹配計(jì)算，找到 與所述參考項(xiàng)最匹配的第一匹配項(xiàng)。
步驟15，無線定位裝置在數(shù)據(jù)庫(kù)中查找到所述第一匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的特征位 置坐標(biāo)，將該特征位置坐標(biāo)作為所述位置待定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的位置坐標(biāo)。在 所述無線定位系統(tǒng)中還包括有定位監(jiān)控服務(wù)器時(shí)，還可以將移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的位 置坐標(biāo)發(fā)送給定位監(jiān)控服務(wù)器，定位監(jiān)控服務(wù)器根據(jù)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的位置坐 標(biāo)，通過監(jiān)控畫面將移動(dòng)節(jié)點(diǎn)顯示出來，同時(shí)，還可以將移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo) 信息保存在監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中，以便于后期的查詢和使用。
上述定位方法是針對(duì)一個(gè)特定的定位區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位的。在實(shí) 際環(huán)境中存在多個(gè)定位區(qū)域時(shí)，如多層建筑的每一個(gè)樓層平面都作為一個(gè)定位 區(qū)域時(shí)，位于其中一個(gè)樓層的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的無線定位信號(hào)可能被多個(gè)定位區(qū) 域內(nèi)的固定節(jié)點(diǎn)接收到，因此，無線定位裝置可能會(huì)接收到多個(gè)定位區(qū)域內(nèi)的 固定節(jié)點(diǎn)發(fā)送的定位請(qǐng)求消息。此時(shí)，可以通過無線定位裝置從多個(gè)定位區(qū)域 內(nèi)的固定節(jié)點(diǎn)發(fā)送的定位請(qǐng)求消息中提取所述第一強(qiáng)度值，確定所述第一強(qiáng)度 值最大的固定節(jié)點(diǎn)，將該固定節(jié)點(diǎn)所屬定位區(qū)域作為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)所在的定位區(qū) 域，然后按照上述定位方法進(jìn)行定位。
上述步驟14中，在進(jìn)行匹配計(jì)算時(shí)，參考項(xiàng)和各匹酉己項(xiàng)都分別可以看成 是一個(gè)排列，通過匹配算法計(jì)算每一個(gè)匹配項(xiàng)和參考項(xiàng)的匹配程度。其中，一 種簡(jiǎn)單的匹配算法可以是對(duì)于每一個(gè)匹配項(xiàng)，累加該匹配項(xiàng)中每個(gè)元素與參考項(xiàng)中對(duì)應(yīng)元素之差的
絕對(duì)值，得到該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的累加值，所述累加值用公式表示為-^,|， 這里，假設(shè)布置在所述定位區(qū)域內(nèi)的固定節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為w個(gè)，w夷i大于或等于
2的整數(shù)；m/,.表示參考項(xiàng)中的元素i,即固定節(jié)點(diǎn)/對(duì)應(yīng)的所述第一強(qiáng)度值， r/ ,.表示匹配項(xiàng)中的元素i，即該匹配項(xiàng)中保存的固定節(jié)點(diǎn)/對(duì)應(yīng)的所述強(qiáng)度平 均值；從所有累加值中選出最小的累加值，將該最小的累加值所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)， 作為最匹配的所述第一匹配項(xiàng)。
當(dāng)然，還可以通過其它計(jì)算復(fù)雜度更高的匹配算法，以獲得更好的匹配結(jié) 果。例如，可以通過基于最小距離的匹配算法
對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一個(gè)匹配項(xiàng)，分別計(jì)算該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的距離，所述距離是 以該匹配項(xiàng)中的w個(gè)所述強(qiáng)度平均值作為w維坐標(biāo)分量時(shí)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為起點(diǎn)， 以所述參考項(xiàng)中的w個(gè)所述第 一強(qiáng)度值作為w維坐標(biāo)分量時(shí)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為終點(diǎn) 時(shí)，所述起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的距離，所述距離用公式可以表示為
從計(jì)算得到的所有距離中確定最小的距離，并將該最小的距離所對(duì)應(yīng)的匹 配項(xiàng)，作為所述第一匹配項(xiàng)。
所述匹配算法還可以是基于最大投影的匹配算法
對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一個(gè)匹配項(xiàng)，分別計(jì)算該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的"&影，所述投影是 第二向量的單位向量在第一向量的單位向量上的投影，其中，所述第一向量的 分量分別為該匹配項(xiàng)中保存的w個(gè)所述強(qiáng)度平均值，所述第二向量的分量分別 為所述參考項(xiàng)中的w個(gè)所述第一強(qiáng)度值，所述投影用公式可以表示為
從計(jì)算得到的所有投影中確定最大的投影，并將該最大的投影所對(duì)應(yīng)的匹 配項(xiàng)，作為所述第一匹配項(xiàng)。
以上所提供的匹配算法，在匹配計(jì)算中并沒有考慮到各固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所
，,)述方差值。在所述數(shù)據(jù)庫(kù)中還保存有與各匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的所述方差值信息時(shí)，在 將匹配項(xiàng)與所述參考項(xiàng)進(jìn)行匹配計(jì)算時(shí)，還可以進(jìn)一步根據(jù)該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的方 差值信息中各固定節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的方差值，確定該固定節(jié)點(diǎn)在本次匹配計(jì)算中的 權(quán)重，通常,所述權(quán)重隨著該匹配項(xiàng)中固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的方差值的增加而減小， 以減小方差值較大的固定節(jié)點(diǎn)對(duì)于匹配計(jì)算的結(jié)果的影響。這是因?yàn)楣潭ü?jié)點(diǎn) 對(duì)應(yīng)的所述方差值越大，說明該固定節(jié)點(diǎn)接收到的信號(hào)強(qiáng)度的穩(wěn)定性越差，從 而該固定節(jié)點(diǎn)所測(cè)得的信號(hào)強(qiáng)度的誤差也就越較大。因此，在定位計(jì)算中，通 過與方差值相關(guān)的權(quán)重，來調(diào)整各固定節(jié)點(diǎn)對(duì)于匹配計(jì)算的結(jié)果的貢獻(xiàn)，以進(jìn) 一步提高匹配計(jì)算的精度。
例如，在考慮到方差值時(shí)，上述基于最小距離的匹配算法可以調(diào)整為
在對(duì)匹配項(xiàng)和參考項(xiàng)進(jìn)行匹配計(jì)算時(shí)，根據(jù)該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的方差值信息中 各固定節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的方差值，分別確定各固定節(jié)點(diǎn)在本次匹配計(jì)算中的權(quán)重
值，其中，所述權(quán)重值隨著該固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的方差值的增加而減??；
對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一個(gè)匹配項(xiàng)，根據(jù)公式」J^,(mw',-w,)2計(jì)算得到該匹
配項(xiàng)對(duì)應(yīng)參考距離，其中，^表示固定節(jié)點(diǎn)/在本次匹配計(jì)算中的權(quán)重值，raw', 表示固定節(jié)點(diǎn)/對(duì)應(yīng)的所述第一強(qiáng)度值，r; ,.表示該匹配項(xiàng)中保存的固定節(jié)點(diǎn)/ 對(duì)應(yīng)的所述強(qiáng)度平均值；
從計(jì)算得到的所有參考距離中確定最小的參考距離，并將該最小的參考距 離所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所述第 一 匹配項(xiàng)。
又例如，在考慮到方差值時(shí)，上述基于最大4殳影的匹配算法可以調(diào)整為
在對(duì)匹配項(xiàng)和參考項(xiàng)進(jìn)行匹配計(jì)算時(shí)，根據(jù)該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的方差值信息中 各固定節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的方差值，分別確定該固定節(jié)點(diǎn)在本次匹配計(jì)算中的權(quán)重 值，其中，所述權(quán)重值隨著該固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的方差值的增加而減??；
項(xiàng)對(duì)應(yīng)的參考投影，其中，6 ,.表示固定節(jié)點(diǎn)/在本次匹配計(jì)算中的權(quán)重值，m/,
對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一個(gè)匹配項(xiàng)，根據(jù)公式
計(jì)算得到該匹配表示固定節(jié)點(diǎn)f對(duì)應(yīng)的所述第一強(qiáng)度值，V,表示該匹配項(xiàng)中保存的固定節(jié)點(diǎn)/
對(duì)應(yīng)的的所述強(qiáng)度平均值；
從計(jì)算得到的所有參考投影中確定最小的參考投影，并將該最小的參考投 影所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所述第一匹配項(xiàng)。
上述權(quán)重值A(chǔ)為正數(shù)，隨著該固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的方差值的增加而減小。假設(shè) 該固定節(jié)點(diǎn)的方差值為o",2,那么，a,可以根據(jù)實(shí)際環(huán)境設(shè)置，還可以根據(jù)定位
結(jié)果與實(shí)際位置之間的差異進(jìn)行調(diào)整，例如，w,可以設(shè)置為等于」^，當(dāng)然， 還可能是^^J是大于0的常數(shù)等其它形式。
從以上所述可以看出，本實(shí)施例所述的無線定位方法，利用一定環(huán)境下的
RSSI值具有確定的分布特性這一特點(diǎn)，通過直接將固定節(jié)點(diǎn)測(cè)得的無線定位 信號(hào)得RSSI值與預(yù)先保存的匹配項(xiàng)相匹配，進(jìn)行定位，有效地避開了現(xiàn)有技 術(shù)根據(jù)距離模型計(jì)算距離帶來得誤差，因此，克服了固定節(jié)點(diǎn)之間的硬件差異 性，減少了誤差產(chǎn)生途徑，提高了定位精度。由于同一特征位置坐標(biāo)處的發(fā)出 的無線信號(hào)在不同測(cè)試條件下可能有不同的衰減特性，本發(fā)明實(shí)施例考慮到上 述因素，進(jìn)一步為每一特征位置坐標(biāo)建立多個(gè)對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，其中各匹配項(xiàng)分 別對(duì)應(yīng)于不同的測(cè)試條件，通過在數(shù)據(jù)庫(kù)中保存不同測(cè)試條件下得到的與特征 位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的多個(gè)匹配項(xiàng)，有效地提高了匹配項(xiàng)對(duì)不同測(cè)試條件的的覆蓋范 圍，進(jìn)而提高了測(cè)試的精度。本發(fā)明實(shí)施例還提供了具體可行的匹配算法，并 且，還通過在匹配算法中根據(jù)各固定節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)的穩(wěn)定性，調(diào)整固定節(jié)點(diǎn)在 匹配計(jì)算中的權(quán)重，進(jìn)一步提高了定位結(jié)果的精度。
基于上述的無線定位方法，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種基于匹配數(shù)據(jù)庫(kù)的無 線定位系統(tǒng)和無線定位裝置，對(duì)定位區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)^f亍定位。所述定位區(qū) 域是預(yù)先確定的，例如，可以將多層建筑的每一樓層平面作為一個(gè)定位區(qū)域。
本實(shí)施例所述無線定位系統(tǒng)包括有無線定位裝置和布置在定位區(qū)域內(nèi)的 多個(gè)固定節(jié)點(diǎn)。這里，所述多個(gè)固定節(jié)點(diǎn)預(yù)先布置在定位區(qū)域內(nèi)，各固定節(jié)點(diǎn) 的位置可以根據(jù)定位區(qū)域的具體環(huán)境進(jìn)行選擇。通過這些固定節(jié)點(diǎn)來接收并測(cè) 量移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的無線定位信號(hào)的強(qiáng)度。所述無線定位裝置可以設(shè)置在任一固定節(jié)點(diǎn)中。所述無線定位系統(tǒng)還可以包括有獨(dú)立的定位服務(wù)器或定位中心，此 時(shí)，可以將無線定位裝置設(shè)置在定位服務(wù)器或定位中心中。
本實(shí)施例所述無線定位系統(tǒng)，還可以包括定位監(jiān)控服務(wù)器，用于根據(jù)定位 獲得的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)，通過監(jiān)控畫面顯示所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置，以及記 錄并保存移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置信息等。
本實(shí)施例所述無線定位系統(tǒng)中，所述無線定位裝置如圖2所示，具體包括
數(shù)據(jù)庫(kù)單元，用于保存有預(yù)先選取的多個(gè)特征位置坐標(biāo)和與各特征位置坐 標(biāo)對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，其中，所述匹配項(xiàng)中按照預(yù)定次序保存有定位區(qū)域內(nèi)的各固 定節(jié)點(diǎn)接收到的多個(gè)無線測(cè)量信號(hào)的強(qiáng)度平均值，所述多個(gè)無線測(cè)量信號(hào)是本 匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的特征位置坐標(biāo)處的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的；這里，所述數(shù)據(jù)庫(kù)單元中還 可以進(jìn)一步用于保存與每一個(gè)特征位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的多個(gè)匹配項(xiàng)。
匹配單元，用于根據(jù)預(yù)定的匹配算法，將數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的各個(gè)匹配項(xiàng)分別 與參考項(xiàng)進(jìn)行匹配計(jì)算，找到與所述參考項(xiàng)最匹配的第一匹配項(xiàng)，其中，所述 參考項(xiàng)是由各固定節(jié)點(diǎn)接收到的位置待定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的無線定位信號(hào)的 第一強(qiáng)度值，按照所述預(yù)定次序所組成。
位置坐標(biāo)獲取單元，用于在所述數(shù)據(jù)庫(kù)中查找到所述第一匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的特 征位置坐標(biāo)，作為所述位置待定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的位置坐標(biāo)。
所述匹配單元中還可能包括更為具體的單元。在采用不同匹配算法時(shí)，匹 配單元所包括的具體單元也可能有所不同。假設(shè)所述定位區(qū)域內(nèi)的固定節(jié)點(diǎn)有 w個(gè)，w為大于或等于2的整數(shù)，如圖2所示，在采用基于最小距離的匹配算 法時(shí)，所述匹配單元具體包括
距離計(jì)算單元，用于對(duì)所述數(shù)據(jù)庫(kù)單元中保存的每一個(gè)匹配項(xiàng)，分別計(jì)算 該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的距離，所述距離是以該匹配項(xiàng)中保存的w個(gè)所述強(qiáng)度平均值作 為w維坐標(biāo)分量時(shí)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為起點(diǎn)，以所述參考項(xiàng)中的w個(gè)所述第一強(qiáng)'度值 作為w維坐標(biāo)分量時(shí)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為終點(diǎn)時(shí)，所述起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的距離；
第 一 匹配項(xiàng)確定單元，用于從所述距離計(jì)算單元計(jì)算得到的所有距離中確 定最小的距離，并將該最小的距離所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所述第一匹配項(xiàng)。
而在采用基于最大投影的匹配算法時(shí)，所述匹配單元又具體可以包括
投影計(jì)算單元，用于對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一個(gè)匹配項(xiàng)，分別計(jì)算該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的投影，所述投影是第二向量的單位向量在第一向量的單位向量上的投影，其 中，所述第一向量的分量分別為該匹配項(xiàng)中保存的W個(gè)所述強(qiáng)度平均值，所述
第二向量的分量分別為所述參考項(xiàng)中的w個(gè)所述第一強(qiáng)度值；
第 一匹配項(xiàng)確定單元，用于從所述投影計(jì)算單元計(jì)算得到的所有投影中確 定最大的投影，并將該最大的投影所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所述第一匹配項(xiàng)。
本實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)庫(kù)單元，還可以用于保存與匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的方差值信 息，所述方差值信息包括有各固定節(jié)點(diǎn)接收到的所述無線測(cè)量信號(hào)的強(qiáng)度的方 差值；此時(shí)，所述匹配單元，還可以進(jìn)一步用于在將匹配項(xiàng)與所述參考項(xiàng)進(jìn)行 匹配計(jì)算時(shí)，根據(jù)該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的方差值信息中各固定節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的方差值， 確定該固定節(jié)點(diǎn)在本次匹配計(jì)算的權(quán)重，其中，所述權(quán)重隨著該匹配項(xiàng)中固定 節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的方差值的增加而減小。此時(shí)，在采用與上述基于最小距離類似的匹 配算法時(shí)，所述匹配單元具體可以包括
參考距離計(jì)算單元，用于對(duì)所述數(shù)據(jù)庫(kù)單元中保存的每一個(gè)匹配項(xiàng)，根據(jù)
公式/^>,.(^4-^,)2 ，分別計(jì)算得到該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)參考距離，其中，a表示
固定節(jié)點(diǎn)/在本次匹配計(jì)算中的權(quán)重值，a隨著該固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的方差值的增 加而減小，ras/,表示固定節(jié)點(diǎn)/的所述第一強(qiáng)度值，w,表示該匹配項(xiàng)中保存的
固定節(jié)點(diǎn)z'對(duì)應(yīng)的所述強(qiáng)度平均值，所述^.=^^，其中，0",2表示固定節(jié)
l + cr,.
點(diǎn)/對(duì)應(yīng)的方差值；
第 一 匹配項(xiàng)確定單元，用于從所述參考距離計(jì)算單元計(jì)算得到的所有參考 距離中確定最小的參考距離，并將該最小的參考距離所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所 述第一匹配項(xiàng)。
在采用與上述基于最大投影類似的匹配算法時(shí)，所述匹配單元又具體可以 包括
參考投影計(jì)算單元，用于對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一個(gè)匹配項(xiàng)，根據(jù)公式，1 |_=計(jì)算得到該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的參考投影,其中，0,表示固定節(jié)點(diǎn)
卜 卜 V !.=1 V '.=1
z'在本次匹配計(jì)算中的權(quán)重值，A隨著該固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的方差值的增加而減小，
m/,表示固定節(jié)點(diǎn)/的所述第一強(qiáng)度值，v,表示該匹配項(xiàng)中保存的固定節(jié)點(diǎn)/
對(duì)應(yīng)的所述強(qiáng)度平均值所述^.=」7，其中，o",2表示固定節(jié)點(diǎn)/對(duì)應(yīng)的方
l + cr,
差值；
第 一 匹配項(xiàng)確定單元，用于從所述參考投影計(jì)算單元計(jì)算得到的所有參考 投影中確定最大的參考投影，并將該最大的參考投影所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所 述第一匹配項(xiàng)。
綜上所述，可以看出本發(fā)明實(shí)施例中，通過直接利用RSSI值與數(shù)據(jù)庫(kù) 中的匹配項(xiàng)進(jìn)行匹配，避開了基于距離的定位算法帶來的誤差，提高了定位結(jié) 果的精度。
本發(fā)明實(shí)施例所述的無線定位方法、無線定位裝置和無線定位系統(tǒng)，并不 僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明 之領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言可容易地實(shí)現(xiàn)另外的優(yōu)點(diǎn)和進(jìn)行修改，因 此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念的精神和范圍的情況下，本 發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)、代表性的設(shè)備和這里示出與描述的圖示示例。
2權(quán)利要求
1.一種無線定位方法，其特征在于，包括獲取布置在定位區(qū)域內(nèi)的固定節(jié)點(diǎn)接收到的位置待定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的無線定位信號(hào)的第一強(qiáng)度值；根據(jù)預(yù)定的匹配算法，將預(yù)先建立的數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的各個(gè)匹配項(xiàng)分別與參考項(xiàng)進(jìn)行匹配計(jì)算，找到與所述參考項(xiàng)最匹配的第一匹配項(xiàng)，其中，所述參考項(xiàng)是由各固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述第一強(qiáng)度值按照預(yù)定次序所組成，所述數(shù)據(jù)庫(kù)中保存有預(yù)先選取的多個(gè)特征位置坐標(biāo)和與各特征位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，所述匹配項(xiàng)中按照所述預(yù)定次序保存有各固定節(jié)點(diǎn)接收到的多個(gè)無線測(cè)量信號(hào)的強(qiáng)度平均值，所述多個(gè)無線測(cè)量信號(hào)是本匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的特征位置坐標(biāo)處的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的；在所述數(shù)據(jù)庫(kù)中查找到所述第一匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的特征位置坐標(biāo)，作為所述位置待定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的位置坐標(biāo)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)庫(kù)中，與每一個(gè)特 征位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)有多個(gè)。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述匹配項(xiàng)進(jìn)一步與特征位置坐標(biāo)的不同的預(yù)定方向相對(duì)應(yīng)，所述多個(gè)無 線測(cè)量信號(hào)進(jìn)一步是向本匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的預(yù)定方向發(fā)送的；或者，所述匹配項(xiàng)進(jìn)一步對(duì)應(yīng)于定位區(qū)域內(nèi)的不同物體密集程度等級(jí)，所 述多個(gè)無線測(cè)量信號(hào)進(jìn)一步是在所述定位區(qū)域具有本匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的物體密集 程度等級(jí)的情況下發(fā)送的；或者，所述匹配項(xiàng)進(jìn)一步對(duì)應(yīng)于測(cè)試人員的不同體重等級(jí)，所述多個(gè)無線 測(cè)量信號(hào)進(jìn)一步是由具有本匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的體重等級(jí)的測(cè)試人員，通過本匹配項(xiàng) 對(duì)應(yīng)的特征位置坐標(biāo)處的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的。
4. 如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，布置在所述定位 區(qū)域內(nèi)的固定節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為w個(gè)，w為大于或等于2的整數(shù)，所述匹配計(jì)算具 體包括對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一個(gè)匹配項(xiàng)，分別計(jì)算該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的距離，所述距離是以該匹配項(xiàng)中的W個(gè)所述強(qiáng)度平均值作為W維坐標(biāo)分量時(shí)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為起點(diǎn)， 以所述參考項(xiàng)中的W個(gè)所述第一強(qiáng)度值作為M維坐標(biāo)分量時(shí)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為終點(diǎn)時(shí)，所述起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的距離；從計(jì)算得到的所有距離中確定最小的距離，并將該最小的距離所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所述第一匹配項(xiàng)。(最小距離)
5. 如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，布置在所述定位 區(qū)域內(nèi)的固定節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為w個(gè)，w為大于或等于2的整數(shù)，所述匹配計(jì)算具 體包括對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一個(gè)匹配項(xiàng)，分別計(jì)算該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的投影，所述投影是 第二向量的單位向量在第一向量的單位向量上的^:影，其中，所述第一向量的 分量分別為該匹配項(xiàng)中保存的w個(gè)所述強(qiáng)度平均值，所述第二向量的分量分別 為所述參考項(xiàng)中的w個(gè)所述第一強(qiáng)度值；從計(jì)算得到的所有投影中確定最大的投影，并將該最大的投影所對(duì)應(yīng)的匹 配項(xiàng)，作為所述第一匹配項(xiàng)。(最大投影)
6. 如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步在所述數(shù) 據(jù)庫(kù)中保存與匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的方差值信息，所述方差值信息包括有各固定節(jié)點(diǎn)接 收到的所述無線測(cè)量信號(hào)的強(qiáng)度的方差值；在將匹配項(xiàng)與所述參考項(xiàng)進(jìn)行匹配計(jì)算時(shí)，進(jìn)一步根據(jù)該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的方 差值信息中各固定節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的方差值，確定該固定節(jié)點(diǎn)在本次匹配計(jì)算中的 權(quán)重，其中，所述權(quán)重隨著該匹配項(xiàng)中固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的方差值的增加而減小。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，布置在所述定位區(qū)域內(nèi)的固 定節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為w個(gè)，w為大于或等于2的整數(shù)，所述匹配計(jì)算具體包括根據(jù)匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的方差值信息中各固定節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的方差值，分別確定各 固定節(jié)點(diǎn)在本次匹配計(jì)算中的權(quán)重值，其中，所述權(quán)重值隨著該固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng) 的方差值的增加而減小；對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一個(gè)匹配項(xiàng)，根據(jù)公式/|>,如^-^,.)2計(jì)算得到該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)參考距離，其中，A表示固定節(jié)點(diǎn)/在本次匹配計(jì)算中的權(quán)重值， 表示固定節(jié)點(diǎn)/對(duì)應(yīng)的所述第一強(qiáng)度值，v,表示該匹配項(xiàng)中保存的固定節(jié)點(diǎn)/對(duì)應(yīng)的所述強(qiáng)度平均值；從計(jì)算得到的所有參考距離中確定最小的參考距離，并將該最小的參考距 離所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所述第一匹配項(xiàng)。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，布置在所述定位區(qū)域內(nèi)的固 定節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為w個(gè)，w為大于或等于2的整數(shù)，所述匹配計(jì)算具體包括根據(jù)匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的方差值信息中各固定節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的方差值，分別確定該 固定節(jié)點(diǎn)在本次匹配計(jì)算中的權(quán)重值，其中，所述權(quán)重值隨著該固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng) 的方差值的增加而減?。粚?duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一個(gè)匹配項(xiàng)，根據(jù)公示<formula>formula see original document page 4</formula>計(jì)算得到該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的參考投影，其中，必,表示固定節(jié)點(diǎn)/在本次匹配計(jì)算中的權(quán)重值，m/,. 表示固定節(jié)點(diǎn)/對(duì)應(yīng)的所述第一強(qiáng)度值，/7 ,.表示該匹配項(xiàng)中保存的固定節(jié)點(diǎn)/ 對(duì)應(yīng)的的所述強(qiáng)度平均值；從計(jì)算得到的所有參考投影中確定最小的參考投影，并將該最小的參考投 影所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所述第 一 匹配項(xiàng)。
9.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述^.-」"j，其中，G", 表示固定節(jié)點(diǎn)/對(duì)應(yīng)的方差值。
10. —種無線定位裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)庫(kù)單元，用于保存有預(yù)先選取的多個(gè)特征位置坐標(biāo)和與各特征位置坐 標(biāo)對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，其中，所述匹配項(xiàng)中按照預(yù)定次序保存有定位區(qū)域內(nèi)的各固 定節(jié)點(diǎn)接收到的多個(gè)無線測(cè)量信號(hào)的強(qiáng)度平均值，所述多個(gè)無線測(cè)量信號(hào)是本 匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的特征位置坐標(biāo)處的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的；匹配單元，用于根據(jù)預(yù)定的匹配算法，將數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的各個(gè)匹配項(xiàng)分別 與參考項(xiàng)進(jìn)行匹配計(jì)算，找到與所述參考項(xiàng)最匹配的第一匹配項(xiàng)，其中，所述 參考項(xiàng)是由各固定節(jié)點(diǎn)接收到的位置待定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的無線定位信號(hào)的 第一強(qiáng)度值，按照所述預(yù)定次序所組成；，,對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一個(gè)匹配項(xiàng)，根據(jù)公式計(jì)算得到該匹配位置坐標(biāo)獲取單元，用于在所述數(shù)據(jù)庫(kù)中查找到所述第 一 匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的特 征位置坐標(biāo)，作為所述位置待定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的位置坐標(biāo)。
11. 如權(quán)利要求IO所述的無線定位裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)庫(kù)單元，進(jìn)一步用于保存與每一個(gè)特征位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的多個(gè)匹配項(xiàng)。
12. 如權(quán)利要求10或11所述的無線定位裝置，其特征在于，所述定位區(qū) 域內(nèi)的固定節(jié)點(diǎn)有w個(gè)，w為大于或等于2的整數(shù)，所述匹配單元具體包括距離計(jì)算單元，用于對(duì)所述數(shù)據(jù)庫(kù)單元中保存的每一個(gè)匹配項(xiàng)，分別計(jì)算 該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的距離，所述距離是以該匹配項(xiàng)中保存的w個(gè)所述強(qiáng)度平均值作 為w維坐標(biāo)分量時(shí)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為起點(diǎn)，以所述參考項(xiàng)中的w個(gè)所述第一強(qiáng)度值 作為w維坐標(biāo)分量時(shí)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為終點(diǎn)時(shí)，所述起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的距離；第一匹配項(xiàng)確定單元，用于從所述距離計(jì)算單元計(jì)算得到的所有距離中確 定最小的距離，并將該最小的距離所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所述第一匹配項(xiàng)。
13. 如權(quán)利要求10或11所述的無線定位裝置，其特征在于，所述定位區(qū) 域內(nèi)的固定節(jié)點(diǎn)有w個(gè)，w為大于或等于2的整數(shù)，所述匹配單元具體包括投影計(jì)算單元，用于對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一個(gè)匹配項(xiàng)，分別計(jì)算該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng) 的投影，所述投影是第二向量的單位向量在第一向量的單位向量上的投影，其 中，所述第一向量的分量分別為該匹配項(xiàng)中保存的w個(gè)所述強(qiáng)度平均值，所述 第二向量的分量分別為所述參考項(xiàng)中的"個(gè)所述第一強(qiáng)度值；第一匹配項(xiàng)確定單元，用于從所述投影計(jì)算單元計(jì)算得到的所有投影中確 定最大的投影，并將該最大的投影所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所述第一匹配項(xiàng)。
14. 如權(quán)利要求10或11所述的無線定位裝置，其特征在于， 所述數(shù)據(jù)庫(kù)單元，還用于保存與匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的方差值信息，所述方差值信息包括有各固定節(jié)點(diǎn)接收到的所述無線測(cè)量信號(hào)的強(qiáng)度的方差值；所述匹配單元，進(jìn)一步用于在將匹配項(xiàng)與所述參考項(xiàng)進(jìn)行匹配計(jì)算時(shí)，根 據(jù)該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的方差值信息中各固定節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的方差值，確定該固定節(jié)點(diǎn) 在本次匹配計(jì)算的權(quán)重，其中，所述權(quán)重隨著該匹配項(xiàng)中固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的方差 值的增加而減小。
15. 如權(quán)利要求14所述的無線定位裝置，其特征在于，所述定位區(qū)域內(nèi)的固定節(jié)點(diǎn)有W個(gè)，W為大于或等于2的整數(shù)，所述匹配單元具體包括參考距離計(jì)算單元，用于對(duì)所述數(shù)據(jù)庫(kù)單元中保存的每一個(gè)匹配項(xiàng)，根據(jù)公式"JEa"^-w)2 ，分別計(jì)算得到該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)參考距離，其中，a表示V !.=1固定節(jié)點(diǎn)z'在本次匹配計(jì)算中的權(quán)重值，^隨著該固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的方差值的增 加而減小，^w/,表示固定節(jié)點(diǎn)/的所述第一強(qiáng)度值，v,表示該匹配項(xiàng)中保存的固定節(jié)點(diǎn)/對(duì)應(yīng)的所述強(qiáng)度平均值；第 一 匹配項(xiàng)確定單元，用于從所述參考距離計(jì)算單元計(jì)算得到的所有參考 距離中確定最小的參考距離，并將該最小的參考距離所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所 述第一匹配項(xiàng)。
16.如權(quán)利要求14所述的無線定位裝置，其特征在于，所述定位區(qū)域內(nèi) 的固定節(jié)點(diǎn)有"個(gè)，w為大于或等于2的整數(shù)，所述匹配單元具體包括參考投影計(jì)算單元，用于對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一個(gè)匹配項(xiàng)，根據(jù)公式'=1 ^計(jì)算得到該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的參考投影，其中，a表示固定節(jié)點(diǎn)2i'=l )| '.=1/在本次匹配計(jì)算中的權(quán)重值，a隨著該固定節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的方差值的增加而減小， ^s/,表示固定節(jié)點(diǎn)/的所述第一強(qiáng)度值，^表示該匹配項(xiàng)中保存的固定節(jié)點(diǎn)/對(duì)應(yīng)的所述強(qiáng)度平均值；第一匹配項(xiàng)確定單元，用于從所述參考投影計(jì)算單元計(jì)算得到的所有參考 投影中確定最大的參考投影，并將該最大的參考投影所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所 述第一匹配項(xiàng)。
17. —種無線定位系統(tǒng)，包括無線定位裝置和布置在定位區(qū)域內(nèi)的多個(gè) 固定節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述無線定位裝置包括數(shù)據(jù)庫(kù)單元，用于保存有預(yù)先選取的多個(gè)特征位置坐標(biāo)和與各特征位置坐 標(biāo)對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，其中，所述匹配項(xiàng)中按照預(yù)定次序保存有定位區(qū)域內(nèi)的各固 定節(jié)點(diǎn)接收到的多個(gè)無線測(cè)量信號(hào)的強(qiáng)度平均值，所述多個(gè)無線測(cè)量信號(hào)是本 匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的特征位置坐標(biāo)處的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的；匹配單元，用于根據(jù)預(yù)定的匹配算法，將數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的各個(gè)匹配項(xiàng)分別 與參考項(xiàng)進(jìn)行匹配計(jì)算，找到與所述參考項(xiàng)最匹配的第一匹配項(xiàng)，其中，所述 參考項(xiàng)是由各固定節(jié)點(diǎn)接收到的位置待定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的無線定位信號(hào)的第一強(qiáng)度值，按照所述預(yù)定次序所組成；位置坐標(biāo)獲取單元，用于在所述數(shù)據(jù)庫(kù)中查找到所述第 一 匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的特 征位置坐標(biāo)，作為所述位置待定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的位置坐標(biāo)。
18. 如權(quán)利要去17所述的無線定位系統(tǒng)，其特征在于， 所述數(shù)據(jù)庫(kù)單元，進(jìn)一步用于保存與每一個(gè)特征位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的多個(gè)匹配項(xiàng)。
19. 如權(quán)利要去17或18所述的無線定位系統(tǒng)，其特征在于，所述定位區(qū) 域內(nèi)的固定節(jié)點(diǎn)有w個(gè)，w為大于或等于2的整數(shù)，所述匹配單元具體包括距離計(jì)算單元，用于對(duì)所述數(shù)據(jù)庫(kù)單元中保存的每一個(gè)匹配項(xiàng)，分別計(jì)算 該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的距離，所述距離是以該匹配項(xiàng)中保存的w個(gè)所述強(qiáng)度平均值作 為w維坐標(biāo)分量時(shí)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為起點(diǎn)，以所述參考項(xiàng)中的w個(gè)所述第一強(qiáng)度值 作為w維坐標(biāo)分量時(shí)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為終點(diǎn)時(shí)，所述起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的距離；第 一 匹配項(xiàng)確定單元，用于從所述距離計(jì)算單元計(jì)算得到的所有距離中確 定最小的距離，并將該最小的距離所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所述第一匹配項(xiàng)。
20. 如權(quán)利要去17或18所述的無線定位系統(tǒng)，其特征在于，所述定位區(qū) 域內(nèi)的固定節(jié)點(diǎn)有w個(gè)，w為大于或等于2的整數(shù)，所述匹配單元具體包括投影計(jì)算單元，用于對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一個(gè)匹配項(xiàng)，分別計(jì)算該匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng) 的投影，所述投影是第二向量的單位向量在第一向量的單位向量上的投影，其 中，所述第一向量的分量分別為該匹配項(xiàng)中保存的w個(gè)所述強(qiáng)度平均值，所述 第二向量的分量分別為所述參考項(xiàng)中的W個(gè)所述第一強(qiáng)度值；第一匹配項(xiàng)確定單元，用于從所述投影計(jì)算單元計(jì)算得到的所有投影中確 定最大的投影，并將該最大的投影所對(duì)應(yīng)的匹配項(xiàng)，作為所述第一匹配項(xiàng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種無線定位方法、裝置及系統(tǒng)。所述方法包括獲取布置在定位區(qū)域內(nèi)的固定節(jié)點(diǎn)接收到的位置待定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的無線定位信號(hào)的第一強(qiáng)度值；根據(jù)預(yù)定的匹配算法，將預(yù)先建立的數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的各個(gè)匹配項(xiàng)分別與參考項(xiàng)進(jìn)行匹配計(jì)算，找到與所述參考項(xiàng)最匹配的第一匹配項(xiàng)；在所述數(shù)據(jù)庫(kù)中查找到所述第一匹配項(xiàng)對(duì)應(yīng)的特征位置坐標(biāo)，作為所述位置待定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的位置坐標(biāo)。按照本發(fā)明所述方法、裝置及系統(tǒng)，可以提高定位結(jié)果的精度。
文檔編號(hào)G01S5/02GK101592724SQ20081011407
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者濤 徐, 江 江, 卓 邵 申請(qǐng)人:當(dāng)代天啟技術(shù)(北京)有限公司